CaO(s)+2 NH4 Cl(s) 2 NH3(g)+H2 O(g)+CaCl2(s)
a) Se 112 g de CaO e 224 g de NH4 Cl forem misturados, qual a produção máxima possível de NH3 ?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos uma reação química onde o óxido de cálcio (CaO) reage com o cloreto de amônio (NH₄Cl) para produzir amônia (NH₃), água (H₂O) e cloreto de cálcio (CaCl₂). O objetivo aqui é descobrir qual a quantidade máxima de amônia que pode ser produzida quando misturamos 112 g de CaO com 224 g de NH₄Cl. Para resolver isso, vamos precisar entender a estequiometria da reação, ou seja, como as quantidades dos reagentes se relacionam com as dos produtos.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa molar de cada reagente. A massa molar é a massa de uma molécula de substância em gramas por mol.
  • Para CaO:
    • Ca tem uma massa molar de aproximadamente 40 g/mol.
    • O tem cerca de 16 g/mol.
    • Então, a massa molar de CaO é 40 + 16 = 56 g/mol.
  • Para NH₄Cl:
    • N tem massa molar de 14 g/mol.
    • H tem massa molar de 1 g/mol (e há 4 H’s, então 4 g/mol no total).
    • Cl tem massa molar de 35,5 g/mol.
    • Assim, a massa molar de NH₄Cl é 14 + 4 + 35,5 = 53,5 g/mol.

Passo 3

Agora, vamos descobrir quantos mols de cada reagente temos.
  • Para CaO:
    • Mols de CaO = massa / massa molar = 112 g / 56 g/mol = 2 mols.
  • Para NH₄Cl:
    • Mols de NH₄Cl = 224 g / 53,5 g/mol ≈ 4,19 mols.

Passo 4

Em seguida, vamos ver qual dos reagentes é o limitante, ou seja, aquele que vai determinar a quantidade máxima de produto que pode ser formado. Olhando para a equação balanceada:
CaO + 2 NH₄Cl → 2 NH₃ + H₂O + CaCl₂
Isso nos diz que 1 mol de CaO reage com 2 mols de NH₄Cl para produzir 2 mols de NH₃. Vamos comparar a proporção dos mols que temos:
  • Para 2 mols de CaO, precisaríamos de 2 × 2 = 4 mols de NH₄Cl.
  • Temos 4,19 mols de NH₄Cl, que é um pouco mais que o necessário.
Portanto, o CaO é o reagente limitante.

Passo 5

Agora, vamos usar os mols de CaO para encontrar quantos mols de NH₃ podem ser produzidos. Pela equação balanceada, 1 mol de CaO produz 2 mols de NH₃.
  • Então, 2 mols de CaO produzirão 2 × 2 = 4 mols de NH₃.

Passo 6

Finalmente, vamos converter os mols de NH₃ para gramas usando a massa molar da amônia. A massa molar do NH₃ é:
  • N: 14 g/mol
  • H: 1 g/mol (há 3 H’s, então 3 g/mol)
  • Total: 14 + 3 = 17 g/mol.
  • Massa de NH₃ = mols × massa molar = 4 mols × 17 g/mol = 68 g.

Resposta

A produção máxima possível de NH3 é 68 gramas.

Exercícios relacionados